JPH03222761A - Thick film type thermal head - Google Patents
Thick film type thermal headInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、厚膜型サーマルへ、ドのスクラッチ破ｊ大
防止に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to preventing large scratches on thick-film thermals.
（ロ）従来の技術
従来厚膜型サーマルへ、ドとしては、第５図に示すもの
が知られている。１２は、アルミナセラミック等により
構成される絶縁基板である。この絶縁基板１２上には、
蓄熱層としてのアンダーグレーズ層１３が形成されてい
るが、このアンダーグレーズ層１３は、非晶質ガラスペ
ーストを絶縁基板１２上に印刷して焼成したものである
。(b) Prior Art As a conventional thick film type thermal device, the one shown in FIG. 5 is known. 12 is an insulating substrate made of alumina ceramic or the like. On this insulating substrate 12,
An underglaze layer 13 is formed as a heat storage layer, and this underglaze layer 13 is obtained by printing an amorphous glass paste on the insulating substrate 12 and baking it.
アンダーグレーズ層１３上には、金（Ａｕ）ペーストを
印刷・焼成した後、これをエツチングしてパターン付け
した電極１４が形成される。この電極１４上に重なるよ
うに、抵抗体ペーストを印刷し、これを焼成して発熱抵
抗体１６とする。On the underglaze layer 13, a patterned electrode 14 is formed by printing and firing a gold (Au) paste and then etching it. A resistor paste is printed so as to overlap this electrode 14, and is fired to form a heating resistor 16.
さらに絶縁基板１２上には、オーバーコート層１７が形
成され、発熱抵抗体１６、電極１４がこのオーバーコー
ト層１７で被覆される。このオーバーコート層１７も非
晶質ガラスよりなり、アンダーグレーズ層１３と同様ガ
ラスペーストを印刷、焼成して形成される。Furthermore, an overcoat layer 17 is formed on the insulating substrate 12, and the heating resistor 16 and the electrode 14 are covered with this overcoat layer 17. This overcoat layer 17 is also made of amorphous glass, and is formed by printing and baking a glass paste in the same way as the underglaze layer 13.
（ハ）発明が解決しようとする課題
厚膜型サーマルヘッドには、バーコードのＥＪ］刷に適
用されるものがある。このバーコード印刷用厚膜型サー
マルヘッドは、例えば自動券売機に適用され、乗車券等
にバーコードを印刷する。自動券売機等は室外におかれ
ることが多く、バーコード印刷用の厚膜型サーマルヘッ
ドに砂等がかみこみやすく、また乗車券等の紙質も硬い
ことが多いため、オーバーコート層の剥がれ、いわゆる
スクラッチ破壊が生じやすい問題点があった。(c) Problems to be Solved by the Invention Some thick film thermal heads are applied to EJ printing of bar codes. This thick-film thermal head for barcode printing is applied, for example, to automatic ticket vending machines, and prints barcodes on train tickets and the like. Automatic ticket vending machines are often placed outdoors, and the thick-film thermal heads used for printing barcodes tend to get caught in sand, and the paper used for tickets is also often hard, which can cause the overcoat layer to peel off, There was a problem that so-called scratch failure was likely to occur.
この問題点を解決するための１つの手段としては、オー
バーコート層を構成するガラスの硬度を上げることが考
えられる。しかしながら、硬度の高いガラスは表面が粗
くなる傾向がある。また、硬度が高くなると、焼成温度
も高くなるが、アンダーグレーズ層、電極、発熱抵抗体
形成後にオーバーコート層が形成される関係から、オー
バーコート層の焼成温度が制限されてしまう。従って、
オーバーコート層の硬度を上げることう：は叩界があり
、有効なスクラッチ破壊防止策とはならない。One possible means to solve this problem is to increase the hardness of the glass constituting the overcoat layer. However, glass with high hardness tends to have a rough surface. Furthermore, as the hardness increases, the firing temperature also increases, but since the overcoat layer is formed after the underglaze layer, electrodes, and heating resistor are formed, the firing temperature of the overcoat layer is limited. Therefore,
Increasing the hardness of the overcoat layer has a hardening effect and is not an effective measure to prevent scratch damage.
また、他の手段として、オーバーコート層の厚みを増す
方法もあるが、印字効率が低下するという新たな問題点
が生じるため、やはり有効なスクラッチ破壊防止策には
なり得ない。Another method is to increase the thickness of the overcoat layer, but this poses a new problem of reduced printing efficiency, so it cannot be an effective measure to prevent scratch damage.
この発明は上記に鑑みなされたもので、印字効率を損な
うことなく、スクラッチ破壊を防止できる厚膜型サーマ
ルヘッドの提供を目的としている。The present invention was made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a thick-film thermal head that can prevent damage from scratches without impairing printing efficiency.
（ニ）課題を解決するための手段
上記課題を解決するため、この発明の厚膜型サーマルヘ
ッド′は、絶縁基板上にアンダーグレーズ層を形成し、
このアンダーグレーズ層上に発熱抵抗体とこの発熱抵抗
体に通電する電極とを形成し、この発熱抵抗体を被覆す
るオーバーコート層を形成してなるものにおいて、前記
オーバーコート層を、第１のオーバーコート層上に第２
のオーバーコート層を積層した構成とし、この第１のオ
ーバーコート層はフィラーを３０％以上６０％以下含む
ガラスペーストを印刷、焼成して形成すると共に第２の
オーバーコート層は、硬質材料を用いて、薄膜技術によ
り形成することを特徴とするものである。(d) Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the thick film thermal head of the present invention forms an underglaze layer on an insulating substrate,
A heating resistor and an electrode for energizing the heating resistor are formed on the underglaze layer, and an overcoat layer is formed to cover the heating resistor. A second layer on top of the overcoat layer.
The first overcoat layer is formed by printing and firing a glass paste containing 30% to 60% filler, and the second overcoat layer is made of a hard material. It is characterized in that it is formed using thin film technology.
（ホ）作用
この発明の厚膜型サーマルヘッドでは、第１のオーバー
コート層を、表面粗さと焼成温度との制限の中で、ガラ
スペーストにフィラーを上記範囲含ませである程度硬度
をあげておき、この硬度をあげた第１のオーバーコート
層上に、さらに硬度の高い第２のオーバーコート層を薄
膜形成している。従って、オーバーコート層全体として
の硬度を高めることができ、スクラッチ破壊の防止を図
ることができる。また、第２のオーバーコート層はごく
薄いものであるから、オーバーコート層全体の厚さは大
きくなることはなく、印字効率が損なわれることはない
。(E) Function In the thick film type thermal head of the present invention, the hardness of the first overcoat layer is increased to a certain extent by including filler in the glass paste in the above range within the limits of surface roughness and firing temperature. On the first overcoat layer with increased hardness, a second overcoat layer with even higher hardness is formed as a thin film. Therefore, the hardness of the overcoat layer as a whole can be increased, and scratch damage can be prevented. Further, since the second overcoat layer is very thin, the thickness of the entire overcoat layer does not increase, and printing efficiency is not impaired.
（へ）実施例
この発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて以下
に説明する。(F) Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.
第１図は実施例厚膜型サーマルヘッド（以下単にサーマ
ルヘッドという）１の要部継断面図、第２図は、同サー
マルヘッド１の電極及び発熱抵抗体の配置を説明する図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an embodiment thick film type thermal head (hereinafter simply referred to as a thermal head) 1, and FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of electrodes and heating resistors of the thermal head 1. As shown in FIG.
２は、従来と同様のアルミナセラミックよりなる絶縁基
板である。この絶縁基板２上には、非晶質ガラスペース
トが印刷され、これを焼成してアンダーグレーズ層３と
する。このアンダーグレーズ層３は、蓄熱層として作用
するものである。2 is an insulating substrate made of alumina ceramic similar to the conventional one. An amorphous glass paste is printed on this insulating substrate 2 and is fired to form an underglaze layer 3. This underglaze layer 3 acts as a heat storage layer.
アンダーグレーズ層３上には、金ペーストが印刷され、
これを焼成した後、エツチングしてパターン付けし個別
電極４、共通電極５が形成される（第２図も参照）。個
別電極４と共通電極５は、交互に隣り合うように配置さ
れている。Gold paste is printed on the underglaze layer 3,
After baking this, it is etched and patterned to form individual electrodes 4 and common electrodes 5 (see also FIG. 2). The individual electrodes 4 and the common electrodes 5 are arranged alternately adjacent to each other.
さらに、アンダーグレーズ層３上には、個別電極４、共
通電極５に重なるように帯状に抵抗体ペースト（例えば
酸化ルテニウム系のペースト）を印刷し、これを焼成し
て発熱抵抗体６とする。Further, on the underglaze layer 3, a resistor paste (for example, a ruthenium oxide paste) is printed in a band shape so as to overlap the individual electrodes 4 and the common electrode 5, and this is fired to form a heating resistor 6.
発熱抵抗体６の、隣接する共通電極５．５に挟まれる部
分が一つのドツトに対応する。A portion of the heating resistor 6 sandwiched between the adjacent common electrodes 5.5 corresponds to one dot.
この発熱抵抗体６、個別電極４、共通電極５は、オーバ
ーコート層７で被覆される。このオーバーコート層７は
、第１のオーバーコート層７ａ上に、第２のオーバーコ
ート層７ｂを積層したものである。第１のオーバーコー
ト層７ａは、アンダーグレーズ層３上に、非晶質ガラス
ペーストを印刷し、これを焼成して形成されるものであ
る。この第１のオーバーコート層７ａを形成するガラス
ペーストは、Ｐ ｂ ＯＳ ｉＯｘ系又はＰｂＯ５ｉＯ
ｚＺｒＯｚ系ガラスに、フィラーとしてαＡ ｌ ｚ
Ｏ：＋ 、Ｚ ｒ Ｏｚを３０％以上６０％以下添加し
たものを用いており、その硬度はヌープ硬度Ｈ２で６８
０ ｋｇ／ｍｍ”以上となっている（以下ガラスペース
トＡと呼ぶ）。The heating resistor 6, individual electrodes 4, and common electrode 5 are covered with an overcoat layer 7. This overcoat layer 7 is obtained by laminating a second overcoat layer 7b on a first overcoat layer 7a. The first overcoat layer 7a is formed by printing an amorphous glass paste on the underglaze layer 3 and firing it. The glass paste forming this first overcoat layer 7a is P b OS iOx type or PbO5iO
αA l z as a filler in ZZrOz glass
O: +, Z
0 kg/mm" or more (hereinafter referred to as glass paste A).
一方、第２のオーバーコート層７ｂは、サイアロン等の
硬質材料をスパッタして形成したものである。第２のオ
ーバーコート層７ｂ自体の硬度Ｈ１は、サイアロンの場
合には、１７００ ｋｇ／ｍｍ”程度となっている。な
お、第２のオーバーコート層７ｂは、真空蒸着等信の薄
膜技術を用いて形成してもよい。On the other hand, the second overcoat layer 7b is formed by sputtering a hard material such as sialon. The hardness H1 of the second overcoat layer 7b itself is approximately 1700 kg/mm'' in the case of Sialon.The second overcoat layer 7b is formed using a thin film technology such as vacuum deposition. It may be formed by
第３図は、実施例サーマルへ・ノドのオーバーコート層
（図中では００Ｃ９層と略記）の硬度Ｈｋ表面相さＲａ
、スクラッチ加速テスト結果を、比較例１．２と比較し
て示している。なお、実施例、比較例１．２のいずれに
おいても、オーバーコート層全体の厚さは１０μｍとさ
れている。Figure 3 shows the hardness Hk surface phase Ra of the overcoat layer (abbreviated as 00C9 layer in the figure) of the thermal gutter of the example.
, scratch acceleration test results are shown in comparison with Comparative Example 1.2. In addition, in both Examples and Comparative Example 1.2, the thickness of the entire overcoat layer is 10 μm.
比較例１は、実施例と同様２層構造のオーバーコート層
を有し、第２のオーバーコート層はサイアロンをスパッ
タしたものであるが、第１のオーバーコート層を従来の
ガラスペースト（以下ガラスペーストＢという）で構成
している。このガラスペーストＢは、ＰｂＯ−５ｉｎ２
系又はＰｂＯ−５ｉｏ□−ＺｒＯ７系又はＰｂＯ５ｉＯ
ｚＢ２０３ Ｚｒ０ｚ系ガラスにフィラーとしてα−
Ａｆｆｉ２ （）３、Ｚ ｒ ０２を２０％〜２５％添
加したものであり、焼成後の硬度Ｈｋは５００〜６５０
程度である。Comparative Example 1 has an overcoat layer with a two-layer structure similar to the example, and the second overcoat layer is made by sputtering SiAlON, but the first overcoat layer is made of a conventional glass paste (hereinafter referred to as glass paste). Paste B). This glass paste B is PbO-5in2
system or PbO-5io□-ZrO7 system or PbO5iO
zB203 α- as a filler in Zr0z glass
Affi2 ()3, with 20% to 25% of Z r 02 added, and the hardness Hk after firing is 500 to 650.
That's about it.
比較例２は、実施例とは異なり１層構造のオーバーコー
ト層を有しており、このオーバーコート層ば、前記ガラ
スペース）Ａで形成されている。Comparative Example 2 differs from the Examples in that it has a one-layer overcoat layer, and this overcoat layer is made of the glass space A).
比較例１．２と比較すると、実施例のオーバーコート層
全体としての硬度Ｈ５は、１４６４と著しく高くなって
いる。比較例１は、第２のオーバーコート層をサイアロ
ンで構成しているにもかかわらず、オーバーコート層全
体としての硬度Ｈｋは、８８６である。このことから、
オーバーコート層全体の硬度を上げるためには、第１の
オーバーコート層の硬度も条件の許す限り上げておかね
ばならないことを示している
このようにオーバーコー）ＩＪ層全体硬度が上がった結
果、金剛砂を用いたスクラッチ加速テストでは、スクラ
・７チを生じるまでの走行路Ｍ （ｍ）が実施例の場合
は１００ｍと、比較例１．２に比べて非常に長くなって
いる。第４図は、オーバーコート層全体の硬度Ｈ５と走
行距離との関係を示しており、硬度Ｈｋが増せば、加速
的に走行距離が延びることが確認できる。When compared with Comparative Example 1.2, the hardness H5 of the overcoat layer as a whole in the example is significantly higher at 1464. In Comparative Example 1, the hardness Hk of the overcoat layer as a whole is 886 even though the second overcoat layer is made of sialon. From this,
This shows that in order to increase the hardness of the entire overcoat layer, the hardness of the first overcoat layer must also be increased as much as conditions allow.As a result of the increase in the overall hardness of the overcoat IJ layer, In the scratch acceleration test using diamond sand, the travel path M (m) until scratch 7 was generated was 100 m in the example, which is much longer than in comparative example 1.2. FIG. 4 shows the relationship between the hardness H5 of the entire overcoat layer and the running distance, and it can be seen that as the hardness Hk increases, the running distance increases at an accelerated rate.
もっともガラスペーストＡを用いる結果、表面粗さにつ
いては、実施例は比較例１よりも若干劣っている。これ
は、第１のオーバーコート層を構成するガラスペースト
Ａのフィラー含有率をガラスペーストＢよりも大きくし
たためである。しかし、実施例は、比較例２と比べれば
、その表面粗さは改善されており（第２のオーバーコー
ト層により、第１のオーバーコート層表面が平滑化され
ている）、実使用上は問題は生じない。However, as a result of using glass paste A, the example is slightly inferior to Comparative Example 1 in terms of surface roughness. This is because the filler content of glass paste A constituting the first overcoat layer was made higher than that of glass paste B. However, the surface roughness of Example is improved compared to Comparative Example 2 (the surface of the first overcoat layer is smoothed by the second overcoat layer), and it is difficult to use in actual use. No problems arise.
なお、この発明は端面型サーマルヘッドにも通用可能で
ある。Note that the present invention can also be applied to an end face type thermal head.
（ト）発明の詳細
な説明したように、この発明の厚膜型サーマルヘッドは
、オーバーコート層を、第１のオーバーコート層上に第
２のオーバーコート層を積層した構成とし、この第１の
オーバーコート層はフィラーを３０％以上６０％以下含
むガラスペーストを印刷、焼成して形成すると共に、第
２のオーバーコート層は硬質材料を用いて薄膜技術によ
り形成することを特徴とするものであるから、印字効率
を損なうことなく、スフランチ破壊に対して強くできる
利点を有している。(G) As described in detail of the invention, the thick film type thermal head of the present invention has an overcoat layer having a structure in which a second overcoat layer is laminated on the first overcoat layer, and The overcoat layer is formed by printing and firing a glass paste containing 30% to 60% filler, and the second overcoat layer is formed by thin film technology using a hard material. Because of this, it has the advantage of being resistant to splinter breakage without impairing printing efficiency.
第１図は、この発明の一実施例に係る厚膜型サーマルヘ
ッドの要部断面図、第２図は、同厚膜型サーマルヘッド
の電極及び発熱抵抗体の配置を説明する図、第３図は、
同厚膜型サーマルヘッドの特性を比較例厚膜型サーマル
ヘッドと対比して示す図、第４図は、スクラッチ加速テ
ストにおいて走行距離とオーバーコート層硬度との関係
を示す図、第５図は、従来の厚膜型サーマルヘッドの要
部縦断面図である。
２：絶縁基板、 ３：アンダーグレーズ層、４：個
別電極、 ５：共通電極、
６：発熱抵抗体、
７ａ：第１のオーバーコート層、
７ｂ：第２のオーバーコート層。FIG. 1 is a sectional view of essential parts of a thick-film thermal head according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of electrodes and heating resistors of the thick-film thermal head, and FIG. The diagram is
Figure 4 shows the characteristics of the same thick-film thermal head in comparison with a comparative thick-film thermal head. Figure 4 shows the relationship between running distance and overcoat layer hardness in a scratch acceleration test. Figure 5 FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a main part of a conventional thick-film thermal head. 2: Insulating substrate, 3: Underglaze layer, 4: Individual electrode, 5: Common electrode, 6: Heat generating resistor, 7a: First overcoat layer, 7b: Second overcoat layer.
Claims (1)
アンダーグレーズ層上に発熱抵抗体と、この発熱抵抗体
に通電する電極とを形成し、この発熱抵抗体を被覆する
オーバーコート層を形成してなる厚膜型サーマルヘッド
において、 前記オーバーコート層を、第１のオーバーコート層上に
第２のオーバーコート層を積層した構成とし、この第１
のオーバーコート層はフィラーを３０％以上６０％以下
含むガラスペーストを印刷、焼成して形成すると共に、
第２のオーバーコート層は、硬質材料を用いて、薄膜技
術により形成することを特徴とする厚膜型サーマルヘッ
ド。(1) Form an underglaze layer on an insulating substrate, form a heating resistor and an electrode for energizing this heating resistor on this underglaze layer, and form an overcoat layer to cover this heating resistor. In the thick-film thermal head, the overcoat layer has a structure in which a second overcoat layer is laminated on the first overcoat layer, and the first
The overcoat layer is formed by printing and firing a glass paste containing 30% to 60% filler, and
A thick-film thermal head characterized in that the second overcoat layer is formed using a hard material by thin-film technology.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2019974A JP2578235B2 (en) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | Thick film type thermal head |
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Applications Claiming Priority (1)
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